KR100888782B1

KR100888782B1 - 발광 장치의 시각 향상 제어를 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100888782B1
Application number: KR1020067010485A
Authority: KR
Inventors: 조지 산체스
Original assignee: 테세이 소프트웨어 디벨롭먼트 케이지, 엘엘씨
Priority date: 2003-11-06
Filing date: 2004-11-08
Publication date: 2009-03-16
Also published as: WO2005051051A2; WO2005051051A3; JP2007511062A; CN1899000A; KR20060086447A; EP1683397A2

Abstract

개시된 실시예는 액정 디스플레이의 시각 향상을 위한 방법 및 장치를 제공한다. 시각 향상 회로 모듈과 함께 결합된 마이크로프로세서 또는 임베디드 마이크로콘트롤러는 단일 인버터가 다수의 CCFL의 배열을 위한 조도를 제어하도록 허용한다. 마이크로콘트롤러는 계속하여 모든 램프의 동작 전류를 감지하고, 동일한 크기의 전류가 각각의 램프에 인가되는 것을 보장하도록 커패시터의 병렬 스위칭에 의해 개개의 램프의 조도 변화량을 조절한다. 마이크로콘트롤러는 적절한 제어 신호를 생성하고, 디지털 서보 제어 알고리즘을 실행하여 휘도 조절을 수행하기 위한 전류를 수정한다.

마이크로콘트롤러, 냉음극 형광 램프(CCFL), 전류 센서, 광센서, 아이솔레이터

Description

발광 장치의 시각 향상 제어를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING VISUAL ENHANCEMENT OF LUMINENT DEVICES}

여기서 개시된 실시예는 일반적으로 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 및 발광 다이오드와 같은 발광 장치의 제어에 관한 것이다. 더 구체적으로, 개시된 실시예는 액정 디스플레이의 백라이트를 제어하는 것에 관한 것이다.

냉음극 형광 램프는 노트북 컴퓨터와 랩톱 컴퓨터(laptop computer), 자동차 항법 디스플레이(car navigation display), 포스 터미널(point of sale (POS) terminal) 및 의료기기에서 액정 디스플레이를 백라이트하는데 현재 일반적으로 사용된다. CCFL은 우수한 조명과 비용 효율을 제공하기 때문에 노트북 컴퓨터, 및 다수의 휴대용 전자 장치에서 백라이트로서의 사용을 위해 급속하게 채택되고 있다. 이들 응용 분야는 일반적으로 디스플레이 휘도 및 조도의 균일도를 요구한다.

일반적으로, 확산층에 의해 CCFL 백라이트 장치로부터 분리된 액정 재료는 각각의 디스플레이 화소(pixel)를 위한 빛을 편광한다. 램프가 높은 교류(AC) 구동 전압을 사용하기 때문에 CCFL을 구동하기 위해서는 고전압 DC/AC 인버 터(inverter)가 요구된다. LCD 패널(panel)의 크기가 증가함에 따라, 필요한 조도를 제공하기 위해서는 다수의 램프가 요구된다. 따라서, 다수의 CCFL 어레이를 구동하기 위해서는 효과적인 인버터가 요구된다.

조도는 인버터에 의해 CCFL에 인가되는 동작 전류에 의해 결정된다. 다수의 종래 램프 패널 어레이에 있어서, 각각의 램프가 고가의 인버터로 구동되어야 하거나, 또는 1개의 공유 인버터가 모든 램프를 위해 미리 설정된 전체 전류량에 의해 결정된 전류로 모든 램프의 동작 전류를 설정한다.

그러나, 각각의 램프는 수명, 교체 및 고유의 제조 편차에 기인하여 휘도 및 강도가 변화된다. 개개의 램프 편차를 조정하지 않고 동일한 기준 전류를 각각의 램프에 인가하는 것은, 각각의 램프를 위한 조도를 다르게 구현한다. 조도를 변화시키는 것은 가시성 비확산 라인(visible undiffused line)을 표시되게 한다. 종래의 단일 인버터 회로는, 다수의 램프 배열 디스플레이 패널에 걸쳐서 조도를 균일하게 하기 위해 각각의 램프를 위한 동작 전류를 개별적으로 감지하고 조절할 수 없다.

시장이 CCFL의 가격을 하락시켜, 결과적으로 다수의 램프 어레이 디스플레이 패널이 널리 보급되어 사용됨에 따라 인버터의 품질, 경제성 및 기능에 대한 요구가 증가하였다. LCD 장치를 위한 종래의 백라이트 형태는 조도의 균일도에 있어서 충분하게 만족스럽지는 못하다. 따라서, 다수의 램프 LCD 디스플레이에서 CCFL의 어레이에 인가된 전류를 개별적으로 감지하여 조절할 수 있는 경제적인 인버터를 위한 기술이 필요하다.

여기서 개시된 실시예는 다수의 램프 어레이에서 개개의 전류 세팅을 유지하면서 단일 CCFL 인버터를 갖는 시각 향상 제어 모듈을 위한 방법 및 장치를 제공함으로써 상기 필요를 충족시킨다.

시각 향상 제어 모듈은 CCFL 회로에 순차적으로 연결된 정류기 브리지(retifier bridge), 트랜지스터 스위치 및 마이크로콘트롤러 인터페이스(microcontroller interface)를 포함하는 스위칭 회로를 사용한다. 또한, 스위치 커패시터 회로는 CCFL 회로에 순차적으로 연결된다. 마이크로프로세서는 전류 제어 회로를 구동하는데 사용되는 전류와 조도 피드백 정보를 감지하기 위한 서보(servo) 제어 시스템 소프트웨어를 실행한다. 시스템 소프트웨어는 램프에 걸리는 전류와 전압을 주시하고, 각각의 램프에서의 특성 전류량을 얻기 위해 요구되는 커패시터를 결정한다. 단일 인버터를 포함하는 시각 향상 제어 모듈은 각 램프의 전류 및 이에 따른 조도의 정밀한 제어를 유지하면서 다수의 램프 어레이를 구동한다.

따라서, 일 형태에서, 다수의 발광 장치를 위한 전류 제어의 방법이 개시된다. 그 방법은 발광 장치 어레이의 각각의 발광 장치를 위한 개개의 출력 정보를 감지하고 출력 정보를 처리하여, 전류 제어 신호에 따라 단일 인버터를 통하여 각각의 장치에 인가된 동작 전류를 조절하는데 사용되는 각각의 장치를 위한 개개의 전류 제어 신호를 생성한다.

또 다른 형태에서는, 다수의 발광 장치의 전류 제어를 위한 장치가 개시된다. 그 장치는 발광 장치 어레이의 각각의 발광 장치를 위한 개개의 출력 정보를 감지하기 위한 센서, 출력 정보를 처리하여 각각의 장치를 위한 서보 제어 신호를 생성하기 위한 마이크로콘트롤러 및 전류 제어 신호에 따라 단일 인버터를 통하여 각각의 장치에 인가된 동작 전류를 조절하기 위한 전류 등화 회로(current equalization circuit)와 서보 제어 시스템 소프트웨어를 포함한다.

본 발명의 성질, 목적, 및 이점(advantage)은, 참조 번호가 구성 부분 하나 하나를 나타내는 첨부 도면에 관한 이하의 상세한 설명을 고려하고 나면 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 더욱 명확하게 될 것이다.

도 1은 단일 CCFL을 구동하기 위한 종래의 인버터 회로를 나타낸다.

도 2는 종래 개개의 인버터에 의해 구동되는 다수의 CCFL을 위한 전압에 대한 특성 전류의 종래의 변화를 예시한다.

도 3은 종래의 공용 인버터에 의해 구동되는 다수의 CCFL을 위한 전압에 대한 특성 전류의 종래의 변화를 예시한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 CCFL을 위한 시각 향상 폐루프(visual enhancement closed loop) 제어 시스템을 예시한다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다수의 CCFL을 위한 시각 향상 제어 시스템을 예시한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시각 향상 제어 모듈을 나타낸다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시각 향상 제어 모듈을 나타낸다.

"예시적인(exemplary)"이란 단어는 여기서는 오로지 "예, 실례, 또는 예증의 역할을 하는"을 의미하는데 사용된다. 여기서 "예시적인"으로서 기술된 임의의 실시예가 다른 실시예보다 바람직하거나 이점을 갖는 것으로 이해될 필요는 없다.

개시된 실시예는 액정 디스플레이의 시각 향상을 위한 방법 및 장치를 제공한다. 시각 향상 회로 모듈(Visual Enhancement Circuit Module(VECM))과 관련된 마이크로프로세서 또는 임베디드 마이크로콘트롤러(embedded microcontroller)는, 단일 인버터가 다수의 CCFL의 어레이를 위한 조도를 제어하는 것을 허용한다. 마이크로콘트롤러는 계속하여 모든 램프의 동작 전류를 감지하고, 동일한 크기의 전류가 각 램프에 인가되는 것을 보증하도록 커패시터의 병렬 스위칭에 의해 개개의 램프의 조도에서의 변화량을 조절한다. 마이크로콘트롤러는 적절한 제어 신호를 생성하고, 휘도 조절을 수행하기 위하여 전류를 수정하는 디지털 서보 제어 알고리즘을 실행한다.

도 1은 LCD 백라이트 어레이에서의 각 램프(104)를 위한 인버터(120)를 필요로 하는 종래의 CCFL 제어 회로(100)를 예시한 것이다. CCFL 램프(104)는 현저한 제조 편차를 나타낸다. 램프(104)는 제 1차 측 회로(106)와 제 2차 측 회로(108)를 포함하는 인버터 제어 회로(120)로부터 구동된다. 제 1차 측 회로(106)는 고전류 및 저전압을 관리하며 변압기의 제 1차 측(110)에 접속된다. 제 2차 측 회로(108)는 램프 전류를 조절하기 위해 변압기의 제 2차 측(112), 밸러스트 커패시터(ballast capacitor)(114), 형광 램프(104), 전류 센서(sensor)(116), 및 전위차계(118)에 접속된다.

하나 이상의 램프가 동일한 인버터(120)로부터 구동된다면, 램프 편차로 인해 각 램프를 통하는 전류는 차이가 날 것이다. 그 결과, LCD 패널의 휘도는 불균일하게 될 것이다. 램프에 직접 접속된 인버터(120)의 일부분(변압기의 제 2차 측(112))은 고전압 회로이다. 수반되는 전압의 크기 때문에, 램프(104)에 인가된 전력을 변경하기 위하여 회로(100)를 용이하게 제어할 수 없다.

종래의 해결 방법은 각 램프(104)를 위한 별개의 인버터(120)를 활용함으로써 문제를 해결한다. 각 램프(104)를 위한 별개의 인버터(120)를 사용하여 전위차계(118)로 각 램프(104)에서의 전류를 조절할 수 있다. 전류 감지 신호는 저전압(변압기의 제 1차 측(110))으로 동작하는 인버터(120) 내의 스위칭 회로(122)를 동작하는데 사용된다. 수많은 인버터(120)가 주어진 LCD 디스플레이에 사용되기 때문에, 종래의 해결 방법으로는 비용이 너무 많이 들게 된다.

도 2에서, 도 1에 예시한 종래의 제어 회로에 의해 구동되는 다수의 CCFL을 위한 전압(200)에 대한 특성 전류에서의 변화를 그래프로 나타내고 있다. 각 램프는 램프에 함유된 기체를 이온화하여 발광 출력을 달성하기 위한 스트라이크 전압(201, 202)을 필요로 한다. 램프가 켜진 후, 각 램프는 동작 전압 기울기(slope)(203, 204)로 나타낸 바와 같이 서로 다른 전압-전류 관계를 표출할 것이다.

도 3은 2개의 CCFL이 동일한 인버터로부터 구동되는 경우의 전압에 대한 특성 전류의 종래의 변화를 나타낸 것이다. 스트라이크 전압이 도달된 후에 각 기울기(305, 306)는 차이가 있다. 만일 대상 램프 전류가 IOP(301)의 공칭 동작 전류(Nominal Operating Current)와 동일하게 되고 공칭 유지 전압(Nominal Sustaining Voltage)이 VSUS(302)와 동일하게 되면, 램프(1)에 인가된 전압이 ΔV1만큼 감소하여 VSUS-ΔV1(303)의 램프(1)에 걸리는 전압을 얻게 될 것이다. 마찬가지로, 램프(2)에 인가된 전압이 ΔV2(304)만큼 감소하여 VSUS-ΔV2(304)의 램프(2)에 걸리는 전압을 얻게 될 것이다. 램프에 걸리는 전압의 감소는 양쪽(both) 램프에 대하여 IOP의 동일한 공칭 동작 전류를 발생하게 하여 일정한 조도를 생성하게 될 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 N CCFL(401)의 어레이를 백라이트하기 위한 새로운 시각 향상 폐루프 제어 시스템(400)을 예시하는 블록도이다.

마이크로콘트롤러(402)는 비휘발성 메모리로부터, FPGA(Field Programmable Gate Array)(406)에 입력하기 위한 전류 제어 신호를 발생시키는 프로그램 명령을 포함하는 하나 이상의 소프트웨어 모듈을 실행한다. 소프트웨어 모듈은 마이크로콘트롤러, RAM 메모리, 플래쉬 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈식 디스크, CD-ROM, 또는 당해 기술 분야에서 알려진 임의의 다른 형식의 저장 매체에 탑재될 수 있다.

FPGA(406)는 마이크로콘트롤러(402)에 의해 지정된 개개의 CCFL(401)과 결합된 시각 향상 제어 모듈(408)에 전류 제어 신호(402)를 분배한다. 시각 향상 제어 모듈(408)(도 6 및 도 7에 상세히 도시)은 마이크로콘트롤러(402)에 의해 지정된 전류량으로 각 CCFL(401)을 구동한다. 전류 센서(410)는 마이크로콘트롤러(402)로 의 피드백을 위한 개개의 실제 램프 전류를 계속하여 감지한다. 전류 센서(410)에 의한 개개의 램프 전류 출력은 마이크로콘트롤러(402)에의 입력을 위한 아날로그 멀티플렉서(multiplexer)(412)에 의해 다중 송신(multiplex)된다.

마이크로콘트롤러(402)에 의해 실행되는 서보 제어 알고리즘 소프트웨어 모듈은 전류 센서(410)에 의해 제공되는 다중 송신된 피드백 정보(multiplexed feedback information)를 계속적으로 활용하여 시각 향상 제어 모듈(408)의 설정 사항을 조절한다. 이러한 설정 사항의 조절은 수명, 교체, 고유의 제조 편차 및 온도의 변화에 의해 야기되는 전류 편차를 계속하여 보상함으로써 바람직한 개개의 램프 전류를 지속시킨다. 마이크로콘트롤러(402)에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈은 인버터(414)의 제 2차 전압 출력을 제어하는 인버터(414)의 동작을 동시에 제어하고 조절한다(도 1의 소자(112) 참조). 인버터의 제 2차 전압 출력은 CCFL(401)에 인가된다.

다수의 실시예에서, 마이크로콘트롤러(402), 인버터(414), 메모리(도시 생략), FPGA(406), 멀티플렉서(412), 전류 센서(410) 및 제어 모듈(408)의 임의의 조합은 인쇄 회로(PC) 기판 또는 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit(ASIC))에 집적될 수 있다. 또는, 마이크로콘트롤러(402), FPGA(406), 및 멀티플렉서(412)는 인버터 조립 부품(inverter assembly)(414)과 함께 집적될 수 있다. 마이크로콘트롤러(402), FPGA(406), 및 멀티플렉서(412)는 동일하거나 또 다른 단일 IC에 기능적으로 집적될 수도 있다. 또한, 하나 이상의 시각 향상 제어 모듈(408)은 전류 센서(410) 또는 광센서(도 5의 소자(510) 참조)를 포함할 수도 있는 단일 집적 회로(IC)에 집적될 수도 있다.

하나 이상의 소프트웨어 모듈에 의해 지원되는 GUI(Graphical User Interface)는 초기 전류 설정 사항을 이행하거나, 임의로 추후에 서보 제어 알고리즘 유지 설정 사항을 오버라이드(override)하는데 사용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다수의 CCFL을 위한 시각 향상 제어 시스템을 예시한 것이다. 도 5에 구현된 또 다른 시각 향상 제어 시스템(500)은 전류 센서(도 4의 소자(410))보다는 하나 이상의 광센서(510)를 활용하여 마이크로콘트롤러(502)에 피드백 정보를 제공한다. 마이크로콘트롤러(502)에 의해 실행되는 서보 제어 알고리즘 소프트웨어 모듈은 광센서(510)에 의해 제공된 다중 피드백 정보를 계속적으로 활용하여 시각 향상 제어 모듈 설정 사항을 조절한다. 이러한 설정 사항의 조절은 수명, 교체, 고유의 제조 편차 및 온도에서의 변화에 의해 야기되는 변화량을 계속적으로 보상함으로써 원하는 각 수준의 휘도를 지속시킨다.

도 4에서 상세히 나타낸 바와 같이, 시각 향상 제어 모듈(508)은 CCFL(501)에서의 전류를 설정한다. CCFL과 결합된 시각 향상 제어 모듈(508)을 통하여 각 CCFL(501)에 인가되는 전류량은 논리 블록(506)으로부터의 제어 신호에 의해 결정된다. 논리 블록(506)은 FPGA와 등가의 기능을 이행한다(도 4의 소자(404) 참조). 논리 블록(506), 마이크로콘트롤러(502), 아날로그 멀티플렉서(512)는 단일 집적 디지털 제어기 회로의 소자가 될 수 있다.

시각 향상 폐루프 제어 시스템(500)으로의 피드백은 하나 이상의 광센서(510)에 의해 제공된다. 광센서(510)는 CCFL(510)에 의해 광 출력량을 감지한다. 광센서(510)는 아날로그 멀티플렉서(512)에의 입력을 위한 광 출력 피드백 신호를 산출한다. 아날로그 멀티플렉서(512)는 광센서 피드백 신호를 마이크로콘트롤러(502)에 내장될 수 있는 아날로그/디지털(A/D) 컨버터로 송신한다. 마이크로콘트롤러(502)에 의해 실행된 폐루프 서보 제어 알고리즘 소프트웨어 모듈은 각 CCFL(501)을 위한 소정의 휘도 설정 사항을 계속하여 지속시킨다. CCFL(501)이 노화됨에 따라, 광센서(510)로 휘도 출력 수준을 결정함으로써 출력 정밀도는 유리하게 향상된다.

균일한 휘도를 위해 다수의 램프 어레이에서 개개의 전류 설정 사항을 유지할 뿐만 아니라, 시각 향상 제어 시스템의 상기 실시예는 후면 발광 장치(backlit luminent device)에서 시각적 효과를 내도록 동작할 수도 있다. 시각 향상 제어 시스템은 디스플레이의 선택된 부분에서 휘도를 증감시키는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 폭발이 발생한 장면 부분의 광 출력 수준을 증가시킴으로써 폭발을 포함한 영상물에 3차원 효과가 구현될 수 있다. 마찬가지로, 어두운 골목길 장면과 같은 어두운 부분이 강화된 영상물에도 시각적 효과가 구현될 수 있다. 시각적 효과는 디스플레이의 특정 영역에서 백라이트하는 장치로부터 광 출력량을 변화시킨 소프트 모듈을 사용한 상기 개시된 제어 시스템에 의해 구현될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 4 및 도 5의 시스템 블록도에서 예시된 시각 향상 제어 모듈을 상세히 도시하고 있다. 시각 향상 제어 모듈(600)은 마이크로콘트롤러(도시 생략)에 의해 외부에 생성된 제어 신호에 따라 개개의 CCFL에 인가된 전류를 조절한다. 입력 1 및 2(602, 604)는 시스템 제어기 FPGA 또는 논리 블록(도시 생략)에 의해 마이크로콘트롤러로부터 경로 지정(route)된 전류 제어 신호를 수신한다. 제어 신호는 직류(DC) 전압 또는 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 포함할 수 있다. 제어 신호의 값은 다수의 램프 어레이에서 각각의 CCFL을 통한 전류량을 결정한다.

제어 신호는 제어 신호를 분리된 제어 전압으로 변환하기 위한 U1(606), 광학 또는 광기전력(photovoltaic) 장치에 인가된다. 저항 R2(612) 및 저항 R3(614)는 인가된 제어 신호에 비례하는 U1(606)에서 특정된 전류를 설정한다. 광학 아이솔레이터(optical isolator)는 U1(610)의 제 2차 측으로 제어 신호를 전송한다.

U1이 광기전력 컨버터인 경우, U1에서의 출력 LED(626)에 의해 생성되는 광은 U1(610)의 제 2차 측에 의해 전압으로 변환될 것이다. 커패시터 C1(618)은 U1의 출력을 여과하여 트랜지스터 Q1(622)에 적합한 분리된 제어 신호를 생성한다. 저항 R1(620)은 Q1(622)의 안정된 동작을 가능하게 하는 값으로 Q1(622)의 베이스(base)에 임피던스를 설정한다. 트랜지스터 Q1(622)은 CCFL 전류 응답의 요구에 따라 스위칭 모드 또는 선형 모드에서 동작할 수 있다. 다이오드 D1 - D4(624)로 구성된 전류 제어 브리지는 Q1(622)을 통한 교류(AC)의 양쪽 극(both polarities)을 경로 지정하여 CCFL을 구동한다.

이러한 방법으로, 수신된 전류 제어 신호는 제어 신호에 의해 지정된 전류를 생성하는 전압으로 변환되는 비례하는 광 출력으로 변환된다. 제어에 의해 지정된 전류는 CCFL로 출력된다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 도 4 및 도 5의 시스템 블록도에 설명된 시각 향상 제어 모듈을 상세히 도시하고 있다. 도 7에 구현된 또 다른 시각 향상 제어 모듈(700)에서, 2 이상의 CCFL(701, 702)은 단일 인버터(703)에 의해 재구동된다. 간단히 말해서, 2개의 예시적인 CCFL을 나타낸 것이다. 시각 향상 제어 모듈(700)은 CCFL 1(701)을 위한 전류 제어 회로(704) 및 CCFL 2(702)를 위한 전류 제어 회로(705)를 포함한다. 제어 회로(704, 705)는 스위치(710)에 의해 결합된 복수의 병렬 커패시터로 구성된다. 마이크로콘트롤러(706)는 인버터(703)를 제어한다. 커패시터(708)의 다른 값은 전류 제어 효과를 변화시키는데 사용될 수 있다.

CCFL에 의해 요구되는 정전 용량 값이 매우 작기 때문에 설계가 곤란해진다. 본 발명(704, 705)의 제어기는 비휘발성 메모리에 저장된 교정(calibration) 알고리즘의 실행을 위한 마이크로콘트롤러(706)를 제공함으로써 이들 정전 용량 설계 곤란을 극복한다. 마이크로콘트롤러는 마이크로콘트롤러(706) 내부의 전류 센서(712)와 A/D 인버터로 각각의 CCFL(401, 402)을 통한 전류를 측정하는 교정 절차를 실행한다. 다음, 적절한 양만큼 램프 전압을 증감시키는 커패시터의 올바른 조합을 얻기 위해 마이크로콘트롤러(706)는 적절한 스위치(710)를 단락시킨다.

설계 곤란의 또 다른 이유는 CCFL에 의해 고전압이 요구된다는 것이다. 마찬가지로 이들 곤란은 제어 회로(704, 705)가 CCFL(401, 402) 동작점을 수정하기에 충분한 공칭 전압만을 요구하기 때문에, 또한 본 발명의 제어 회로(704, 705)에 의해 극복된다.

램프가 켜진(strike) 후의 램프 특성의 기울기는 매우 가파르기 때문에, 콘트롤러에 걸리는 전압은 겨우 수백 볼트에 불과할 것이다(도 2 및 도 3 참조). 전압은 당장 사용할 수 있는 커패시터와 스위치 기술(예를 들면, Supertex Inc. 고전압 스위치 부품 번호 HV20220 참조)로 용이하게 다룰 수 있다. 마이크로콘트롤러는 또한 스위치(710)를 개폐하는 제어를 위한 PWM을 사용할 수도 있다. PWM 듀티 사이클(duty cycle)은 정전 용량의 정확한 값을 결정한다. 이러한 접근을 통해 커패시터 값의 추가적인 미세 조절을 수행할 수 있다.

개시된 시각 향상 제어 모듈을 사용한 개시된 시각 향상 제어 시스템은 비용과 성능면에서 고도로 최적화되는 CCFL 제어 회로를 제공한다. 어레이에서의 모든 CCFL이 동일한 인버터에 의해 구동되는 동안 동일한(또는 지정된) 휘도 및 전류를 표출하도록 만들어질 수 있다.

당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 도면에서 예시된 단계의 순서 및 구성요소가 비제한적임을 이해할 것이다. 방법 및 구성요소는 개시된 실시예의 범위로부터 벗어남이 없이 예시된 단계 및 구성요소의 생략 또는 재배치에 의해 용이하게 수정된다.

따라서, 일반적으로는 발광 장치를 제어하기 위한 새롭고 향상된 방법과 장치, 특히 냉음극 형광 램프를 기술하였다. 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 다양하고도 상이한 임의의 기술을 사용하여 정보와 신호를 표시할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 상기 설명에 걸쳐 언급될 수 있는 데이터, 지시, 명령, 정보, 신호, 비트, 기호, 및 반도체 소자(chip)는 전압, 전류, 전자파, 자기장 또는 자기 입자(magnetic particle), 광학장(optical field) 또는 광입 자(optical particle) 또는 그 임의의 조합에 의해 표시될 수 있다.

당업자는 또한 본 명세서에 개시된 실시예와 관련하여 기술된 실례가 되는 다양한 논리 블록, 모듈, 회로, 및 알고리즘 단계는 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어 또는 양자의 조합으로서 실행될 수 있음을 이해할 것이다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 교체가능성을 명확하게 설명하기 위해, 실례가 되는 다양한 구성요소, 블록, 모듈, 회로, 및 단계가 그 기능에 의하여 일반적으로 위에 기술되었다. 그러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 실행되는지 여부는 시스템 전반에 부과된 특별한 응용 분야 및 설계상 제약에 달려있다. 당업자는 각각의 특별한 응용 분야를 위하여 방법을 변경하면서 기술된 기능을 실행할 수 있으나, 그러한 실행 결정은 본 발명의 범위를 벗어나는 것으로 해석되지는 않을 것이다.

여기서 개시된 실시예와 관련하여 기술된, 실례가 되는 다양한 논리 블록, 모듈, 및 회로는 본 명세서에 기술된 기능을 이행하도록 설계된 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 반도체(ASIC), FPGA(field programmable gate array) 또는 다른 프로그램 가능한 논리 장치, 개별 게이트 또는 트랜지스터 논리, 개별 하드웨어 구성요소 또는 그 임의의 조합으로 실행되거나 이행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서가 될 수 있지만, 또 다른 예에서 프로세서는 종래의 임의의 프로세서, 제어기, 마이크로콘트롤러, 또는 상태 기계(state machine)가 될 수도 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 장치의 조합, 예를 들면 DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 결합한 1개 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 그러한 형태로서 실행될 수도 있다.

여기서 개시된 실시예와 관련하여 기술된 방법 또는 알고리즘의 단계는 하드웨어에서, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 그 2개의 조합에서 직접적으로 실시될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드디스크, 착탈식 디스크, CD-ROM, 또는 당해 기술 분야에서 공지된 임의의 또 다른 형태의 저장 매체에 갖추어질 수 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기록할 수 있도록 프로세서와 통합된다. 프로세서와 저장 매체는 ASIC에 존재할 수 있다. 또 다른 예에서는, 프로세서와 저장 매체가 별개의 구성요소로서 존재할 수도 있다.

개시된 실시예의 상기 설명은 당해 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자가 본 발명을 실시 또는 사용할 수 있도록 제공된 것이다. 이들 실시예에 대한 다양한 수정은 당업자에게 명백하며, 여기서 정의된 일반적인 원리는 본 발명의 정신 또는 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기서 나타낸 실시예에 한정하는 것은 아니고, 여기서 개시된 원리 및 새로운 특질과 조화되는 가장 넓은 범위와 일치시키기 위한 것이다.

Claims

다수의 발광 장치로 구성된 발광 장치 어레이를 위한 전류 제어 방법으로서,

상기 발광 장치 어레이의 각각의 발광 장치에 대한 개별 출력 정보를 감지하는 단계와,

상기 개별 출력 정보를 처리하여 상기 각각의 발광 장치에 대한 개별 전류 제어 신호를 생성하는 단계와,

단일 인버터를 통하여 상기 각각의 발광 장치에 인가된 동작 전류를 상기 개별 전류 제어 신호에 따라서 제어하는 단계를 포함하며,

상기 제어 단계는 상기 각각의 발광 장치, 커패시터 및 스위치가 직렬로 접속된 구성에서 상기 개별 전류 제어 신호에 따라서 상기 스위치를 개방하거나 폐쇄하여 상기 동작 전류를 상기 커패시터로부터 분리시키거나 상기 커패시터로 접속시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 발광 장치 어레이를 위한 전류 제어 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 발광 장치가 냉음극 형광 램프(cold cathode fluorescent lamp)인 것을 특징으로 하는 발광 장치 어레이를 위한 전류 제어 방법.
삭제
다수의 발광 장치로 구성된 발광 장치 어레이를 위한 전류 제어 장치로서,

상기 발광 장치 어레이의 각각의 발광 장치에 대한 개별 출력 정보를 감지하는 센서와,

상기 개별 출력 정보를 처리하여 상기 각각의 발광 장치에 대한 개별 전류 제어 신호를 생성하는 마이크로콘트롤러와,

단일 인버터를 통하여 상기 각각의 발광 장치에 인가된 동작 전류를 상기 개별 전류 제어 신호에 따라서 제어하는 전류 제어 회로 및 서보 제어 시스템 소프트웨어를 포함하며,

상기 전류 제어 회로 및 서보 제어 시스템 소프트웨어에 의한 동작 전류의 제어는 상기 각각의 발광 장치, 커패시터 및 스위치가 직렬로 접속된 구성에서 상기 개별 전류 제어 신호에 따라서 상기 스위치를 개방하거나 폐쇄하여 상기 동작 전류를 상기 커패시터로부터 분리시키거나 상기 커패시터로 접속시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 발광 장치 어레이를 위한 전류 제어 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 센서가 전류 센서인 것을 특징으로 하는 발광 장치 어레이를 위한 전류 제어 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 센서가 광센서인 것을 특징으로 하는 발광 장치 어레이를 위한 전류 제어 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 발광 장치가 냉음극 형광 램프인 것을 특징으로 하는 발광 장치 어레이를 위한 전류 제어 장치.
삭제
다수의 발광 장치로 구성된 발광 장치 어레이의 조도를 수정하기 위한 방법으로서,

마이크로콘트롤러로부터 전류 제어 신호를 수신하는 단계와,

상기 전류 제어 신호로부터 전압 제어 신호를 분리하는 단계와,

커패시터로 상기 분리된 전압 제어 신호를 여과하여 여과된 전압 제어 신호를 생성하는 단계와,

트랜지스터의 베이스에 임피던스를 설정하는 단계와,

각 발광 장치에 의해 요구되는 전류 응답에 따라 상기 트랜지스터를 동작시키는 단계와,

상기 트랜지스터에 상기 여과된 전압 제어 신호를 인가하여 상기 전류 제어 신호에 의해 특정된 교류 전류를 생성하는 단계와,

상기 교류 전류의 양쪽 극을 상기 각 발광 장치로 경로 지정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치 어레이의 조도 수정 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 트랜지스터가 선형 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 발광 장치 어레이의 조도 수정 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 트랜지스터가 스위칭 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 발광 장치 어레이의 조도 수정 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 발광 장치가 냉음극 형광 램프인 것을 특징으로 하는 발광 장치 어레이의 조도 수정 방법.
다수의 발광 장치로 구성된 발광 장치 어레이의 조도를 수정하기 위한 회로로서,

마이크로콘트롤러로부터 전류 제어 신호를 수신하여 상기 전류 제어 신호로부터 전압 제어 신호를 분리하는 아이솔레이터(isolator)와,

상기 분리된 전압 제어 신호를 여과하여 여과된 전압 제어 신호를 생성하는 커패시터와,

트랜지스터의 베이스에 임피던스를 설정하는 저항과,

상기 전류 제어 신호에 의해 특정된 교류 전류를 상기 여과된 전압 제어 신호로부터 생성하는 트랜지스터와,

상기 교류 전류의 양쪽 극을 상기 발광 장치로 경로 지정하는 다이오드 브리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치 어레이의 조도 수정 회로.
제 13 항에 있어서,

상기 아이솔레이터가 광학 아이솔레이터인 것을 특징으로 하는 발광 장치 어레이의 조도 수정 회로.
제 13 항에 있어서,

상기 아이솔레이터가 상기 전류 제어 신호를 전압으로 변환되는 비례하는 광 출력으로 변환하는 광기전력(photovoltaic) 컨버터인 것을 특징으로 하는 발광 장치 어레이의 조도 수정 회로.
다수의 발광 장치로 구성된 발광 장치 어레이의 조도를 수정하기 위한 방법으로서,

발광 장치 어레이의 각각의 발광 장치에 대한 개별 출력 정보를 감지하는 단계와,

상기 개별 출력 정보를 처리하여 상기 각각의 발광 장치에 대한 개별 전류 제어 신호를 생성하는 단계와,

서로 병렬로 접속된 복수의 커패시터에 각기 직렬로 접속된 복수의 스위치에 상기 개별 전류 제어 신호를 인가하여 상기 개별 전류 제어 신호에 의해 특정된 동작 전류를 생성하는 단계와,

상기 특정된 동작 전류로 상기 각각의 발광 장치를 구동하는 단계를 포함하며,

상기 특정된 동작 전류의 생성 단계는 상기 각각의 발광 장치, 상기 복수의 커패시터 및 상기 복수의 스위치가 직렬로 접속된 구성에서 상기 개별 전류 제어 신호에 따라서 상기 복수의 스위치 중 적어도 하나의 스위치를 개방하거나 폐쇄하여, 동작 전류를 상기 적어도 하나의 스위치에 대응하는 커패시터로부터 분리시키거나 커패시터로 접속시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 발광 장치 어레이의 조도 수정 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 발광 장치가 냉음극 형광 램프인 것을 특징으로 하는 발광 장치 어레이의 조도 수정 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 발광 장치가 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 발광 장치 어레이의 조도 수정 방법.
다수의 발광 장치로 구성된 발광 장치 어레이의 조도를 수정하기 위한 회로로서,

발광 장치 어레이의 각각의 발광 장치에 대한 개별 출력 정보를 감지하는 센서와,

상기 개별 출력 정보를 처리하여 상기 각각의 발광 장치에 대한 개별 전류 제어 신호를 생성하는 마이크로콘트롤러와,

상기 개별 전류 제어 신호에 의해 특정된 동작 전류를 생성하기 위해서, 서로 병렬로 접속된 복수의 커패시터에 각기 직렬로 접속된 복수의 스위치를 포함하며,

상기 특정된 동작 전류는 상기 각각의 발광 장치, 상기 복수의 커패시터 및 상기 복수의 스위치가 직렬로 접속된 구성에서 상기 개별 전류 제어 신호에 따라서 상기 복수의 스위치 중 적어도 하나의 스위치를 개방하거나 폐쇄하여, 동작 전류를 상기 적어도 하나의 스위치에 대응하는 커패시터로부터 분리시키거나 커패시터로 접속시킴으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 발광 장치 어레이의 조도 수정 회로.
제 19 항에 있어서,

상기 발광 장치가 냉음극 형광 램프인 것을 특징으로 하는 발광 장치 어레이의 조도 수정 회로.
제 19 항에 있어서,

상기 발광 장치가 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 발광 장치 어레이의 조도 수정 회로.